质量与时间
正如前面提到的,激光束向工件提供一些热量。为了尽量减少热量的影响,激光束要对整个切割路径进行多次扫描,以分散和减少热量的积聚。正是这个原因,激光束控制系统允许调整激光束移动的速度和光束的功率,但也可以在两个切割路径之间插入休息期。当切割路径短而且光束比较快地回到相同的位置时,这些休息时间就更重要。
当电路板布局和元件贴装远离个别电路板的侧面时,比较少关注侧壁的清洁度,可以选择激光参数中的最大切割速度,这意味着激光束的功率更大,光束的移动速度更快,以及切割路径之间的休息时间更短。
另一方面,当侧壁的清洁度很重要时,在选择机器的设置时就要更加谨慎。图13是这两种策略之间的视觉区别。
图13:高质量/低速度与高速度/差质量的切割策略的视觉区别
表面分析
为了确定留在切割表面上的化学成分的光谱,进行能量色散X射线(EDX)分析。作为参考,挖刻好的侧壁经过抛光和清洗以显示电路板的正常成分。对于抛光的侧壁(图14)和激光切割的侧壁(图15),来自四种化学成分的光谱线以错误颜色显示。变化太小而无法预测重大的问题。
引脚尖的EDX分析
使用不同厚度和不同的激光系统设置在电路板的切割侧壁上进行额外的EDX探测。从其中选出用于800微米(33密尔)厚的电路板切割,使用如表1的设置条件,把它们当成用挖刻器分板的类似的电路板。
表1:比较用不同激光设置条件切割的电路板侧壁与用挖刻机分板的电路板侧壁。
使用精确聚焦的光束能够测量环氧树脂上的化学成分,也可以测量玻璃纤维上的化学成分。在这些测试中,在两个路径之间,探针3和探针4的冷却(或休息)时间不同,这样做可以使表面保持比较低的温度。
图16:检查环氧树脂区域。
从图17上可以看到,在比较短的冷却时间里,碳和氧的数量稍高一些。
图17:环氧树脂区域的EDX分析。
图18:检查玻璃纤维表面。
图19:在玻璃区域的EDX分析。
对于探针5和探针6,切割的速度有非常明显的变化,这意味着在较慢的速度下,用较少的重复切割次数就可以达到完全切割。在较快的切割速度下,在侧壁上留下的碳比较多,氧比较少。
所有的测试都被当作挖刻的侧壁,在不同情况下,碳出现的比较多,而氧的数量没有显著的变化。
碳成为最受关注的化学元素,然而在所有这些激光切割的例子中,这种元素出现的比较少,即使是最类似的挖刻电路板。
结论
因为可以把更多的电路板放在同一块拼板上,所以使用激光进行分板具有显著的经济优势。不仅如此,因为在切断电路板与拼板的最后连结点时,电路板的边缘没有受到弯曲的张力,所以预计电路板具有更好的长期可靠性。
此外,在把电路板切割下来时,电路板的边缘未受到高度压缩。在组装过程中,拼板保留它们的初始硬度,这使它在没有托盘的情况下工作成为可能。
在进行激光切割的过程中,电路板边缘附近的处理温度低于在焊接过程中承受的温度,因而没有发现激光切割的负面影响。当在系统操作人员良好的控制下进行切割时,没有出现碳化,否则可能会降低切割边缘的表面电阻。
最后,电路板外形的高精度定位保证切割不会蚕食电路板运行的区域,甚至是安装元件的区域,从而也保证精心设计的紧凑外形正确切割。
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